第12章
是谁首先发明的?
1.一位生物学家怎样论及发明东西的人?
有一位生物学家说:“我们自以为是发明家,我觉得有问题;我们不过是重演故伎而已。”1 发明东西的人常常只是在重复动植物数千年来一直做着的事情。模仿生物十分流行,甚至有了专门的名目——‘仿生学’。
2.另一位科学家在人类科技和自然界科技之间作了什么比较?
2 另一位科学家说,人类科技所有基本的范畴,差不多全都“在人的脑子还未学会明白和掌握其功用之前……早由生物加以开辟、善用了”。有趣地,他补充说:“在许多方面,人类科技仍旧远远赶不上自然界。”2
3.在考虑仿生学的实例时,应该记住什么问题?
3 当你仔细想想人类发明家所尝试模仿的生物复杂机能时,你觉得认为这都是仅凭巧合发生的想法合理吗?何况事情并非只发生一次,而是在毫无关联的生物身上发生了许许多多次呢?根据经验,这样精致的设计岂不是只有高明的设计者才能制造出来吗?你真的认为单凭巧合就能产生出到后来只有得天独厚的人才能模仿的东西吗?请记住这些问题,考虑下列实例:
4.(甲)白蚁怎样使家室凉快?(乙)有什么问题科学家不能解答?
4 空气调节:现代科技使许多人的家室凉快。但是很久以前,白蚁也懂得使家室凉快,到现在还是一样。它们的巢筑在大土墩的中央。暖空气从巢窝往上升,进入接近地面的气道网。在那里混浊的空气通过多孔的土壁扩散出去;清凉、新鲜的空气则由外面透进来,下沉到土墩底部的气室中。然后空气由气室流通到巢窝。有些土墩底部有孔,可让新鲜空气透入。在天气炎热时,从地底渗上来的水蒸发使空气冷却。千千万万瞎眼的工人怎样分工合作筑成如此设计巧妙的建造物呢?生物学家刘易斯·托马斯答道:“它们明明显示出类似集体智力的现象——这是个谜。”3
5-8.设计飞机的人从鸟翼学到什么?
5 飞机:多年来研究鸟翼的成果对于飞机翼的设计大有贡献。鸟翼弯曲提供浮力,有利于抵消向下的重力。可是如果翅膀过度倾侧,就有速度减慢的危险。为了防止失速,翅膀的前端有羽毛构成襟翼或阻力板,随着翅膀倾侧度增加而突然翘起(1,2)。这些阻力板防止主要气流与翼面分离,从而保持浮力。
6 另一种用来控制湍流和防止失速下坠的设施,就是小翼(3)。这是一小束羽毛,鸟儿可以把它像拇指般举起来。
7 鸟类和飞机的翅膀末端都有旋涡形成而造成阻力。鸟类用两个方法减少阻力。有些鸟,例如雨燕和信天翁,翅膀修长,翼尖细小。这种设计可以消除大部分旋涡。别的鸟,例如大鹰和兀鹰,翅膀宽阔而造成很大的旋涡,但鸟只要把翅膀末端的翼梢羽毛像手指般展开,旋涡就可以避免了。这么一来,无锋的末端就变成几个狭小的尖端,减少旋涡和阻力(4)。
8 这样的设施,设计飞机的人采纳了不少。机翼弯曲提供浮力。各种阻力板和凸出物可以用来控制气流或用作制动器。有些小型飞机装上与翼面成直角的平板,好减少翼梢阻力。可是,飞机翼仍旧比不上鸟翼上的工程学杰作。
9.在使用防冻剂方面,哪些动物和植物比人捷足先登?这些生物的防冻剂功效有多大?
9 防冻剂:人在汽车引擎的水箱里放入乙二醇作为防冻剂。可是某些微型植物懂得用化学作用差不多的丙三醇,避免在南极洲的湖上冻结。能在气温摄氏零下20度存活的昆虫,体内也有防冻剂。有些鱼自制防冻剂,以便在南极冰冷的水中生存。有些树能抵御摄氏零下40度的气温,因为树里含有“非常纯净的水,连一点可让冰在上面结晶的灰尘都没有。”4
10.某些水甲虫怎样自制和使用水下呼吸装置?
10 水下呼吸:人们把一瓶瓶空气捆在背上,可以在水中维持差不多一小时。某些水甲虫采用更简便的办法,而且在水中维持更久。它们抓住一个气泡,然后潜入水中。气泡的作用像肺,把甲虫排出的二氧化碳在水中发散,又拿溶在水里的氧给甲虫用。
11.生物时钟在自然界中有多普遍?有什么例子?
11 时钟:远在人类会用日规之前很久,生物体内的时钟已在准确地计时了。有一种微型植物叫硅藻,落潮的时候在海边的湿沙里冒出来,涨潮的时候就再次钻进沙里。可是在实验室中没有潮汐涨退的沙堆里,它们的时钟仍旧使它们配合潮汐的时间上来下去。招潮蟹在低潮时变深色出来,高潮时则变浅色退回洞穴里。在离开海洋的实验室中,它们仍然按着潮汐涨退的时间分别变浅变深。飞鸟能利用太阳和星宿的位置航行,而这些天体的位置是按时转变的。飞鸟一定有内在时钟去抵消这种转变。(耶利米书8:7)由微型植物到人,有千千万万的内在时钟在运转。
12.人类从何时起使用粗制的罗盘?可是罗盘如何老早就有生物使用?
12 罗盘:在13世纪左右,人开始懂得把一枚磁针浮在一盘水上——成了一个粗制的罗盘。但是这并不算新。细菌内有一串串磁铁矿的微粒,大小刚好能构成指南针。这些微粒指导细菌找到合适的环境。许多别的生物体内都含有磁铁矿——飞鸟、蜜蜂、海豚、软体动物等。实验显示通信鸽能借着感觉地球的磁场而飞回家去。现在一般研究者都同意,移栖鸟找寻方向的一个方法就是利用脑袋里的磁性罗盘。
13.(甲)红树怎么能在咸水中存活?(乙)哪些动物能喝海水?怎么能够?
13 脱盐:人要建筑庞大的工厂把海水的盐分去掉。红树有汲海水的根,而利用薄膜把海水的盐分过滤出去。有一种红树——海榄——利用藏于叶子隐蔽面的腺排除多余的盐分。有些海鸟,例如鸥、鹈鹕、鸬鹚、信天翁和海燕,能喝海水而利用头部的腺除掉流入血液的多余盐分。此外,企鹅、海龟和海鬣蜥都能喝咸水而去掉过量的盐。
14.能发电的生物有什么例子?
14 发电:有500种电鱼具备电池。非洲鲶鱼能产生350伏特的电压。北大西洋的巨型电鹞鱼能发出电压达到60伏特的50安培脉冲。南美洲电鳗发出的电震,根据测计高达886伏特。一位化学家说:“在鱼类当中,现在已知的有属于十一科的鱼种具有电器官。”5
15.动物从事哪几种耕作活动?
15 耕作:自古以来人一直种田、畜牧。可是远早于此,能切叶的蚂蚁已懂园艺了。它们把树叶和粪肥混合起来,种植真菌为食。有些蚂蚁饲养蚜虫,从它们身上挤取甘甜的蜜露,甚至筑棚子掩护它们。会收获的蚂蚁把种子贮藏在地下粮仓里。(箴言6:6-8)一种甲虫能修剪含羞草。鼠兔和土拨鼠能把草剪下来、晒干、收藏。
16.(甲)海龟、某些鸟和鳄鱼怎样孵卵?(乙)为什么雄性矮桉鸟的任务极具挑战性?它用的是什么方法?
16 孵卵:人能制造孵卵器孵化鸟蛋,但在这方面人是迟来者。海龟和某些鸟在暖和的沙里生蛋,以便孵化。别的鸟在温暖的火山灰里下蛋而有利于孵化。有时鳄鱼用腐朽的植物覆盖卵子,因为腐物能生热。可是在这方面,雄性的矮桉鸟堪称专家。它先挖一个大洞,用植物填满,然后盖上沙。草木发酵生热,使土堆暖和,雌鸟于是每星期在土堆里下一只蛋,前后延续六个月光景;雄鸟则不时把喙探进土堆里测试温度。它借着增减沙量,不论天气在零度以下抑或非常炎热,都能使这个孵卵器保持摄氏33度的温度。
17.章鱼和鱿鱼怎样应用喷射推进?哪些毫无关联的动物也会使用喷射推进?
17 喷射推进:今天乘坐飞机,很可能就是经历喷射推进了。许多种动物也利用喷射推进的原理,而且自古已然。章鱼、鱿鱼在这方面特别擅长。它们把水吸进一个特别的腔子里,然后用强有力的肌肉把水射出来而迅速推进。利用喷射推进的生物还有:鹦鹉螺、扇贝、海蜇、蜻蜓幼虫,连某些深海浮游生物也有这种本事。
18.在许多发光的动植物中,这里举出哪几样?从哪方面说来,它们的灯比人的灯效率更高?
18 照明:托马斯·爱迪生被人誉为灯泡的发明者。可是灯泡的效率并不很高,因为它会发热,从而失掉能量。萤火虫那一闪一灭的灯却胜人一筹。它们发出冷光,一点能量也不会散失掉。许多海绵动物、真菌、细菌和蠕虫都烁烁放光。其中一种叫火车虫,貌似一列小型火车在前进,装有红色的“前灯”和11对白色或淡绿色的“窗子”。许多种鱼都有灯:闪光鱼、𩽾𩾌、灯笼鱼、蝰鱼和星群鱼,此外还有很多。在海洋浪花里发亮闪耀的微生物数以百万计。
19.人会造纸之前很久,谁已有这个本领?一种会造纸的生物怎样给家室安上隔热装置?
19 造纸:数千年前埃及人会造纸。尽管如此,他们远远比黄蜂、黄色胡蜂和大黄蜂落后。这些有翼工人嚼碎朽木,制造出一种灰色的纸,用以筑巢。大黄蜂把自己的大圆巢挂在树上。巢的外墙是由许多重坚韧的纸构成的,层与层之间有密封的气隙。蜂巢于是能抗热御寒,效用及得上厚40厘米的砖墙。
20.有一种细菌是怎样移动的?科学家对此有什么感想?
20 轮转机器:在制造轮转机器方面,细菌比人类早了许多个千载。有一种细菌生出毛发似的细丝,扭拈成坚硬的螺旋,好像拔瓶塞用的螺丝锥。细菌使这个螺丝锥旋转起来,像汽船的螺旋桨一般向前推进。它甚至能倒转机器旋转的方向呢!可是,科学家不能完全明白它的运作。一份报告声称这种细菌前进时能达到相等于每小时48公里的速度,并且说“车轮其实是大自然发明的”。6 一位研究者下结论说:“生物学上最离奇的构思之一竟然成了事实:大自然果真制造了一台轮转机器,联轴器、旋转轴、轴承、旋转传动系统式式俱备。”7
21.几种完全没有关联的动物怎样应用声纳?
21 声纳:蝙蝠和海豚所用的声纳(声波导航测距系统)比人类仿制出来的系统优越。在黑暗的房间里,尽管有很多细线由一边挂到另一边,蝙蝠也可以飞来飞去而从不触到线条。它们发出的超声频讯号在这些物体上反射回到蝙蝠那里,它们就利用回响定位法避开物件。海豚和鲸在水中使用同样的原理。油鸱在进出栖息的黑洞时,发出尖锐的唧唧声去领路。
22.几种完全不同、毫无关联的动物怎样应用潜艇所用的压舱物原理?
22 潜艇:在人还没有发明潜艇之前,已经有很多潜艇存在了。微细的放射目在原生质里有小滴的油,用来调节重量,从而在海洋里上升下沉。鱼使鱼鳔里的气体透出透入而改变浮力。鹦鹉螺的壳中有室或者浮舱。螺借着改变这些浮舱里水和气的比例而控制它在水中的深浅。乌贼的骨(钙化的内壳)满是孔穴。为了控制浮力,这种貌似章鱼的生物把骨骼中的水抽出来,让空气充满空出来的洞穴。这样乌贼骨里的孔穴用起来正像潜艇中的水舱。
23.哪些动物运用感热器官?这些器官有多准确?
23 温度计:人类由17世纪起研制温度计,可是这些温度计与大自然中所发现的比较起来,只算粗制滥造而已。蚊子的触角可以感受摄氏1/500度的转变。响尾蛇头部两边有凹痕,可以用来感受摄氏1/1000度的转变。蟒蛇对于热量上不及一度的转变,竟能在35毫秒之内发生反应。矮桉鸟和灌丛火鸡的喙可以测辨温度,而差误只在摄氏0.5度以内。
24.这些实例使我们想起什么话?
24 人类模仿动物的这一切情况使人联想到圣经的话:“你去请教走兽,它们会教导你;你去询问空中的飞鸟,它们会告诉你。地上的生物会教导你;海中的鱼类也会给你说明。”——约伯记12:7,8,现代中文译本。
[第152页的精选语句]
模仿生物十分流行,甚至有了专门的名目
[第153页的图解]
(排版后的式样,见出版物)
蒸发作用冷却巢窝
用过的空气
外来空气
地下水
[第154页的图解]
(排版后的式样,见出版物)
1 2 3 4
1 2 3
[第155页的图片]
气泡
[第159页的图片]
有室鹦鹉螺的横截面